恒溫生化培養(yǎng)箱溫度PID控制研究

    恒溫 生化培養(yǎng)箱溫度PID控制（4）本文采用單純形法對PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，然后利用matlab仿真確定入滲風(fēng)干擾的大值，PID控制可以保證恒溫 生化培養(yǎng)箱恒溫精度。整個恒溫箱溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)對象（空調(diào)房）、調(diào)節(jié)器、感溫元件和PID控制器。根據(jù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果，得到恒溫培養(yǎng)箱恒溫控制系統(tǒng)，如圖3所示。

恒溫培養(yǎng)箱實(shí)驗(yàn)裝置的散熱能力相當(dāng)穩(wěn)定。由式（11）可知，設(shè)備散熱干擾量θMF=14.7℃為穩(wěn)定擾動。送風(fēng)溫度的擾動主要包括電加熱器供電電壓的波動、換熱器冷水溫度的波動以及管道溫升引起的送風(fēng)溫度的變化。數(shù)值為0.1℃。滲透空氣干擾是一種隨機(jī)干擾，它隨培養(yǎng)箱外房間溫度和滲透風(fēng)量的變化而變化。它是影響培養(yǎng)箱室溫的一個重要因素。當(dāng)入滲風(fēng)擾動為0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.4℃時(shí)，PID控制的仿真曲線如圖4～圖7所示。

由圖4至圖7可知，當(dāng)入滲風(fēng)擾動θif不大于0.3℃時(shí)，培養(yǎng)箱溫度波動小于0.2℃，滿足培養(yǎng)箱恒溫精度要求。但當(dāng)入滲風(fēng)擾動θif為0.4℃時(shí)，培養(yǎng)箱溫度波動大于0.2℃，超出了允許范圍。

6結(jié)論

通過以上模擬分析，得出：

恒溫箱的恒溫精度為27±0.2℃，但由于實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)箱的特殊性，孵化器內(nèi)部和外部有很多干擾。只有當(dāng)設(shè)備散熱干擾為14.7℃，送風(fēng)溫度干擾為0.1℃，滲透空氣干擾不大于0.3℃時(shí)，PID控制才能保證培養(yǎng)箱恒溫精度，滿足使用要求。